我国社会经济已步入高质量发展的新阶段，近年来，国家和地方陆续出台了数字化转型和高质量发展的政策文件，推动了各行各业转型升级。预拌混凝土行业作为传统制造业，市场竞争压力大、产业协同要求高，随着行业集中度不断提升，大型混凝土集团规模不断扩大，但混凝土生产站点众多且分散，存在管理水平良莠不齐、生产效率不高、管理方式粗放等问题。如何通过提升精细化管理水平和数字化转型，进行企业的提质增效，提高行业竞争力，不断向高端转型，迈向高质量发展，是行业需要探讨的问题。

采用数字化技术进行企业的转型升级、提质增效，建成将混凝土生产工艺及经营管理与现代信息技术进行深度融合，具备全面感知、柔性生产、敏捷服务、科学决策、产业协同、绿色安全等特点的新一代大型混凝土集团，成为行业大型企业的发展目标之一。

中国建材集团、中建西部等央企和上海建工建材科技、重庆建工等企业开始积极探索数字化转型的路径，其中，徐州中联提出建设“混凝土企业管控一体化系统平台”，通过打造一个利用数字化技术连接客户、原材料供应商、混凝土企业、物流服务商的行业云制造生态系统，实现混凝土产业链上下游企业的高效协同；西部建设通过打造智慧物流、智慧工地、智能制造、智慧管理四位一体的面向智慧工厂的解决方案；重庆建工打造以云ERP整合信息孤岛，以业财一体化同步业务、财务数据，以生产管控一体化，连通总部与工厂，实现数字化销售、数字化采购、数字化服务以及智慧物流的智慧工厂模式。

上海建工建材科技集团作为预拌混凝土行业全国第三、全球第五的企业，通过打造大型混凝土集团全流程数字孪生运营平台，采用物联网、大数据、Al智能识别等技术，建立集团级、子公司、搅拌站三级数字化管理运营体系，实现混凝土场站全流程数字化生产、监管和集团层级的智慧运营，提高了预拌混凝土生产的整体效率，全方位提升企业生产和管理运营效能，实现企业的数字化高效生产运营。

1 预拌混凝土场站全流程数字化生产和监管系统

随着预拌混凝土产业的不断发展，市场对混凝土生产效率、产品质量、环境保护等要求不断提高，建材科技开发应用了先进的数字化技术进行混凝土场站原材料管控、销售下单、自动化生产、物流管控等全流程可视化数字化生产，以及对产品质量、安全生产、环境状况、设备运行状态、碳排放等全方位数字化监管，建立了全流程可视的数字化预拌混凝土场站管理系统（图1）。实现了混凝土场站的全流程可视化管控，提高了预拌混凝土企业生产管理效率和数字化水平，全面提升了企业在资源配置、工艺优化、过程控制、供应链管理、节能减排及安全生产等方面的技术水平。

图1 全流程可视的数字化预拌混凝土场站管理系统

1.1 预拌混凝土场站全流程数字化生产系统

1.1.1 基于库存量和需求量实时分析的原材料数字化管控

预拌混凝土作为应用最广泛的工程材料之一，混凝土场站生产骨料、粉料、外加剂等原材料需求量波动较大，生产料仓存量变化快，骨料开采运输周期长，库存管理一直是困扰业内的难题。通过建立原材料需求量、库存、供应商等信息管控平台，采用信息化手段，实时统计混凝土计划量和不同种类原材料库存量，分析原材料实时需求量数据，自动化下单至供应商；开发应用原材料智能过磅系统（图2），对原材料进场量进行自动统计与分析，提高原材料库存管理效率；通过研发智能料位传感技术、粉料安全监控技术，实现粉料储仓实时监控、安全预警和环保监测管理，优化粉料生产及运输调度；进一步通过自动上料、粉料入口配制智能扫码启闭、称量技术实现拌站料仓存量的实时检测和原材料上料的自动控制，实现混凝土原材料供应、存储、上料的数字化控制。

图2 无人地磅系统

1.1.2 生产任务智能分配和自动化生产系统

通过建立混凝土销售与订单分配管理平台，实时统计各混凝土搅拌站客户订单量、搅拌站产能等信息，协调各站点生产任务分配，并实现小额客户订单通过在线订单系统完成订单下发和生产，实现混凝土销售与生产的数字化管理，提高销售与生产的资源配置效率。

图3 拌站工控系统

建立混凝土场站的原材料、生产数据、设备等集中检测与控制中心，通过混凝土自动化生产工控系统（图3），向客户端下达任务单、配合比，查看生产情况和统计数据等，结合基于远程生产控制系统、高精度的原材料称量系统等数字化设备，进行混凝土的数字化高效率生产，提高混凝土生产效率和产品质量，建立中央控制系统进行生产集中控制（图4）。

图4 中央控制系统

1.1.3 基于自助排队和车联网的混凝土拌车物流调度系统

预拌混凝土产品配送存在需及时、准确、连续等特点，多个混凝土站点运输车辆数量多、配送目的地分散、运输路线复杂，通过建立混凝土搅拌车数字化管理系统（图5），实现了搅拌车在多个站点间的智能调度，搅拌车在搅拌站的自动排队接料、电子小票在线流转，提高了站内拌车调度生产和车辆派发效率。

图5 搅拌车司机端派单和排队系统

在混凝土的配送过程中，通过采用GPS等无线通信技术将所有配送车辆联网形成一种以车辆为节点型网络（图6），实现混凝土的智慧化运输，通过GPS定位技术和二维码或RFID技术的有效结合，实现混凝土运输车辆的智慧调度和运输物料的跟踪控制。

1.1.4 基于电子签收的生产数据实时统计分析

通过建立混凝土电子化扫码签收系统，应用区块链和数据中台技术，实现混凝土供应数据的实时统计汇总，可以为企业提供实时、精准的数据来源，提高业务结算的及时性和准确性，为收集生产、客户等信息和数据分析奠定基础，建材科技运用数字化信息技术，在上海一大会址项目建设中实现了业内首次混凝土电子化扫码签收（图7）。

图6 搅拌车物流控制系统 

图7 混凝土电子化扫码签收

1.2 预拌混凝土场站数字化监管系统

通过数字化技术进行混凝土生产站点环境、设备运行状态、产品质量、人员安全等全面的监测与管控，实现生产过程中数据的实时掌控、安全隐患的提前预警、质量问题的及时发现、环境指标的自动管控等。

1.2.1 混凝土质量监控

产品质量作为企业的生命线，为客户保质保量地提供混凝土产品是混凝土企业的首要职责，采用图像识别和AI分析等技术，通过搅拌机内置摄像头、下料口取样等方式超前获取混凝土搅拌质量信息，并在搅拌车出料口位置安装摄像头，实时监测混凝土坍落度和监控工地加水、搅拌车装料出厂到混凝土开始卸货之间超时报警，实现混凝土质量风险的提前预警，提升混凝土产品质量管控水平。应用基于搅拌图像的混凝土匀质性检测技术，在混凝土生产搅拌过程中优化混凝土原材料用量和搅拌时间，提高混凝土质量；应用混凝土骨料含水量数字化监测技术，在保证预拌混凝土质量稳定的同时，利用电容式湿度传感器技术，进行在线含水量测量，保证预拌混凝土的性能；应用人工神经网络等智能算法进行混凝土原材料的快速质量评估和混凝土配合比智能设计与产品性能评估。

1.2.2 预拌混凝土场站安全监控

开发基于AI智能识别和自动预警的危险区域智能识别和人员设备设施安全智能监管系统（图8），实现厂区各类安全隐患的提前预警、提前感知，并监管厂区内各类安全设施设备的状态，减少安全隐患。利用现有的实时监控，通过指示灯等信号进行预警，在预警的同时，将预警信息由手机APP等移动端推送至厂、站管理人员，未及时处理的警报可逐级上达至上级管理层，直至预警解除；当现场管理人员接收到预警或推送后，可及时通知具体操作人员或到现场制止违规行为，并进行相应的处罚和隐患整改闭环工作。

图8 人员安全智能识别

1.2.3 混凝土生产设备状态数字化监控

通过实时监控搅拌站内搅拌楼、料仓、实验室、运输带等设施设备的运行情况，提前掌握各类混凝土的生产数据，展示设施设备的运行情况，如实时展示料位变化和报警、混凝土搅拌车运营情况等。通过搅拌站内速度传感器、功率传感器、振动频率传感器等采集搅拌站各设备运行状态信息，实时掌握设备每天运行时长、用电量等情况，实现设备故障隐患提前预警等。

实施主要用能设备的能耗监测，包括：搅拌楼生产线、皮带机、空压机等，实时电流、电压显示，能判别、预警异常设备，并进行能耗数据统计汇总，识别监控长时间空机运转设备，避免设备空转现象。进行搅拌楼生产线运转中、空闲或维保等实时状态显示，实际运转时间、生产效率、维保时间等数据统计汇总，实时反映单站主要设备组成及状态情况。

1.2.4 混凝土搅拌站环境数字化监控

混凝土搅拌站普遍存在粉尘噪声较大、废水废浆随意排放、生产废弃物处理不到位等问题，对厂区周边环境和居民正常生活造成影响。从生产流程出发，对混凝土搅拌站所产生的粉尘（粉料运输车与粉料仓储存、称量系统）、噪声、废水和废渣四大污染源进行识别（图9），并实时反馈控制系统。在各层增加粉尘、噪声等传感器，实时掌握和展示厂区各个区域的环保数据，采取有效措施进行控制，如骨料堆场使用智能喷淋系统进行降尘（图10），做到了“预先喷，有效喷”，或提交至系统便于维保人员提前发现并解决问题。

图9 环境参数监控

图10 料仓智能喷淋系统

2 大型混凝土企业集团层面数字化运营系统

建材科技集团混凝土生产场站数量众多、市场规模大、生产站点分散，采用数字化技术建立集团级供应链协同管理系统、全方位数字化运营系统、高效的财务业务一体化体系、以市场和客户为中心的数字化服务流程，可以实现混凝土站点原材料供应的及时高效、集团内部全站点生产运行状态的实时监管、集团运营管理一体化标准化、市场开拓能力和客户服务水平不断提升。

2.1 供应链数字化协同管理系统

通过建立集成砂石骨料、粉料、外加剂等原材料供应数字化管理平台，采集不同地区混凝土原材料的石矿资源、砂资源、粉料资源地理分布和品质信息，应用大数据、人工智能对不同原材料产地和供应商进行信誉分级，掌控原材料供应基地品质、物流运输能级与效率等信息。通过集团不同地区混凝土站点需要，综合评估产品品质、运输成本、综合信誉等不同原材料产地和供应商的性价比，为集团内部站点的原材料采集提供数据支撑，提高原材料供应品质和性价比，进一步根据集团需要建立水泥、粉料等原材料集中采购系统，集中统计分析不同材料需求量，综合评估不同供应商综合性价比后集中采购，降低原材料采购成本。

2.2 集团全方位数字化运营系统

通过建立集团层级数字化运营系统，进行集团内部不同混凝土场站各类资源共享。建立集团级可视化生产管控平台和监控要素的一体化监控系统，实现生产系统的垂直一体化高效管理；建立集团内部重、难点工程，大方量工程的协同供应保障系统，解决大方量混凝土多站点供应协调难度大、特种混凝土设备技术管控要求高等问题；建立集团技术研发和质量管理系统，共享集团内部新技术、新工艺、新产品、新设备等技术信息，不断提高集团内各站点的技术水平；通过系统集中汇总和统计质量信息，共性或疑难问题集中解决，提供交流学习和解决方案的共享平台，不断提高集团技术和质量管控水平；通过建立企业ERP系统与集团财务、市场、服务、管理系统融合的一体化管理系统，提高集团内部行政管理和决策效率。

2.3 高效的财务业务一体化系统

通过建立集团高效财务一体化管理系统，集成集团需要的账务处理、报表、出纳管理、往来管理、工资、固定资产、结算等功能，实现财务业务一体化管理。综合分析与优化不同分公司的原材料采购、生成运营等成本，根据企业战略进行市场预测、指标制定、科学定价，采用数字化运营系统实现从发现问题到策略定量化选择、辅助决策到落地执行的线上化、自动化、智能化，当经营策略得以执行后，系统可协助集团内站点开展事后检视工作，从不同维度对企业经营管理进行在线分析、洞察规律，探索集团财务业务一体化管理效率提升路径。

2.4 以市场和客户为中心的数字化销售服务系统

依托大型混凝土集团销售、生产、供应等海量数据，实时跟踪市场走向，利用大数据智能化分析客户类型、信用等级、潜力市场等信息，准确定位企业战略、站点力量布置、产品技术路线，提升客户体验和售后服务质量，不断提高企业服务水平，为企业科学开拓市场提供依据，不断提高客户服务水平。建立大客户综合管理系统，集中集团资源进行大客户资源开发和服务，与大客户建立全面战略合作关系，为集团内企业在全国化发展建立关键客户合作关系，推动混凝土市场的良性发展。

3 结语

大型混凝土集团预拌混凝土产业需要适应时代发展，积极探索利用大数据、人工智能、物联网等先进的数字化技术进行企业的生产和管理运营模式的转型升级，建材科技集团从预拌混凝土全流程生产数字化、混凝土场站全方位数字化监管、基于数字化管理系统的一体化运营管理等方面进行运营实践，提高了混凝土生产管理效率，实现了混凝土场站安全、高效、绿色环保生产。

在今后的数字化运营建设中，还能从以下几个方面进行探索：

1）应用5G、物联网、人工智能等技术改造混凝土生产和检测系统，实现混凝土搅拌站的自动化无人化生产，全面提高搅拌站的生产效率和科学管控水平。

2）采用Al图像识别、大数据分析等数字化技术对搅拌站设备运行状态、原材料和产品质量、人员安全状态、环境指标等进行全方位的监控与分析，提升混凝土场站安全、绿色、环保的生产水平。

3）全面整合集团各混凝土生产站点生产、设备、库存、运输、供应链、客户等数据，利用大数据、人工智能分析整合，为集团层级市场开拓、高效运营、科学决策提供数据支撑，为混凝土产业可持续健康发展夯实基础。

作者：上海建工建材科技集团股份有限公司 朱志华